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Dokumentenidentifikation DE102006022190A1 15.11.2007
Titel Zahnradgetriebe
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70327 Stuttgart, DE
Erfinder Rudert, Stefan, Dipl.-Ing., 70374 Stuttgart, DE
DE-Anmeldedatum 12.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006022190
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse F16H 57/12(2006.01)A, F, I, 20060512, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F01L 1/02(2006.01)A, L, I, 20060512, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe mit einem ersten eine erste Drehachse (Z1) aufweisenden Zahnrad (1), welches über ein einstellbares Zwischenrad (2), das eine um mindestens eine Exzenterachse (S1) drehbare Achse (Z2) aufweist, mit einem zweite eine zweite Drehachse (Z3) aufweisenden Zahnrad (3) kämmt, wobei die Achsen (Z1, Z2, Z3) Abstände (d1, d2) zueinander aufweisen.
Um ein Zahnradgetriebe derart weiterzubilden, dass ein gezieltes Einstellen von Zahnabständen möglich ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Exzenterachse (S1) auf einer Verbindungslinie (5) zwischen der ersten Drehachse (Z1) und der Achse (Z2) liegt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntermaßen werden Zahnradgetriebe auch als Antriebsanordnung, wie beispielsweise Nockenwellenantriebe bei Brennkraftmaschinen eingesetzt, wobei die Zahnräder jeweils eine Drehachse aufweisen. Um einen optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, müssen die Achsabstände der Zahnräder bei der Montage derart eingestellt werden, dass die Zahnräder untereinander einen vorbestimmten Zahnabstand bzw. ein vorbestimmtes Zahnflankenspiel aufweisen. Die Einstellung dieser Achsabstände zwischen den Zahnrädern erfordert in der Regel einen Mess- und Einstellprozess, der sehr aufwändig ist, wobei meist gleichzeitig alle Achsabstände eingestellt werden.

Aus der JP 02146209 A1 ist ein gattungsgemäßes Zahnradgetriebe in Form einer Antriebsanordnung einer Brennkraftmaschine bekannt. Das Zahnradgetriebe weist ein erstes Zahnrad auf, welches über ein einstellbares Zwischenrad mit einem zweiten Zahnrad kämmt, wobei zwischen erstem Zahnrad und Zwischenrad ein erster Zahnabstand und zwischen Zwischenrad und zweitem Zahnrad ein zweiter Zahnabstand besteht. Das einstellbare Zwischenrad weist eine um zwei Exzenterachsen drehbare Achse auf. Bei der Verdrehung des Zwischenrades werden beide Zahnabstände variiert bzw. eingestellt. Es ist somit nicht möglich, nur einen Zahnabstand einzustellen.

Aus der US 4 671 223 A ist ein Zahnradgetriebe mit einem zwischen zwei Zahnrädern angeordneten, einstellbaren Zwischenrad für einen Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine bekannt. Das Zwischenrad ist derart exzentrisch gelagert, dass bei der Verdrehung des Rades beide Zahnabstände zwischen Zahnrädern und Zwischenrad variiert werden.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE 196 24 074 A1 und die DE 197 50 286 A1 und verwiesen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Zahnradgetriebe derart auszubilden, dass ein gezieltes Einstellen von Zahnabständen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass gezielt nur ein Zahnabstand bzw. ein Zahnflankenspiel zwischen zwei Zahnrädern eines Zahnradgetriebes einstellbar ist. Das zwischen einem ersten und einem zweiten Zahnrad kämmende, einstellbare Zwischenrad weist eine um eine Exzenterachse drehbare Achse auf. Indem die Exzenterachse auf einer Verbindungslinie zwischen einer ersten Drehachse des ersten Zahnrades und der Achse des Zwischenrades liegt, ist gezielt das zwischen dem zweitem Zahnrad und dem Zwischenrad befindliche Zahnflankenspiel einstellbar, während das Zahnflankenspiel zwischen drittem Zahnrad und Zwischenrad im Wesentlichen gleich bleibt.

Das Zahnradgetriebe weist eine kompakte und kostengünstige Bauweise auf, so dass es praktisch bauraumneutral im Vergleich zu normalen Zahnradlagerungen ausgebildet ist. Hierdurch kann es in vorteilhafter Weise in vorhandene Rädertriebskonzepte integriert werden.

Vorteilhafterweise ermöglicht das Zahnradgetriebe eine einfache Einstellbarkeit, sowohl in der Erstmontage als auch im Service, da die Einstellung nur über das Verdrehen des Zwischenrades auf einen vorbestimmten Wert und das Fixieren des Zwischenrades an einem Bauteil erfolgt. Es sind hierfür auch nur einfache Einstell- und Montagewerkzeuge vonnöten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden in vier Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.

Dabei zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Zahnradgetriebe mit einem ersten Zahnrad, welches über ein einstellbares Zwischenrad mit einem zweiten Zahnrad kämmt, wobei ein Zahnflankenspiel zwischen zweitem Zahnrad und Zwischenrad über eine Verdrehung des Zwischenrades einstellbar ist,

2 das Zahnradgetriebe gemäß 1, wobei das Zahnflankenspiel zwischen zweitem Zahnrad und Zwischenrad über eine Verdrehung des Zwischenrades auf einen kleinen Wert eingestellt ist,

3 das Zahnradgetriebe gemäß 1, wobei das Zahnflankenspiel zwischen zweitem Zahnrad und Zwischenrad auf einen großen Wert eingestellt ist,

und

4 das Zahnradgetriebe als Antriebsanordnung einer Brennkraftmaschine

Die 1 bis 4 zeigen ein erfindungsgemäßes Zahnradgetriebe mit einem ersten, eine erste Drehachse Z1 aufweisenden Zahnrad 1. Das erste Zahnrad 1 kämmt über ein einstellbares Zwischenrad 2 mit einem zweiten, eine zweite Drehachse Z3 aufweisenden Zahnrad 3, wobei die Zahnräder 1 bis 3 untereinander einen Zahnabstand bzw. ein Zahnflankenspiel a, b aufweisen. Das einstellbare Zwischenrad 2 weist eine um mindestens eine Exzenterachse S1 drehbare Achse Z2 auf. Das Zwischenrad 2 ist über mindestens ein Befestigungselement wie beispielsweise einen Zapfen, einen Stift, eine Schraubverbindung 4 o.ä. gelagert. Die Achsen Z1 und Z2 weisen einen Abstand d1 und die Achsen Z2 und Z3 weisen einen Abstand d2 zueinander auf.

Um ein Zahnradgetriebe derart auszubilden, dass ein gezieltes Einstellen von Zahnabständen bzw. Zahnflankenspielen möglich ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Exzenterachse S1 auf einer Verbindungslinie 5 zwischen der ersten Drehachse Z1 und der Achse Z2 liegt. Hierdurch ist das zwischen dem zweitem Zahnrad 3 und dem Zwischenrad 2 befindliche Zahnflankenspiel b einstellbar. Durch die Anordnung der Exzenterachse S1 auf der Verbindungslinie 5 der Mittelpunkte der Achsen Z1, Z2 wird bei der Einstellung des Zahnflankenspiels d.h. bei der Verdrehung des Zahnrades 2 der Abstand d1 von Drehachse Z1 und Achse Z2 nur unwesentlich, der Abstand d2 von Achse Z2 und Drehachse Z3 aber wesentlich verändert. Das bedeutet, dass das zwischen dem ersten Zahnrad 1 und dem Zwischenrad 2 befindliche Zahnflankenspiel a im Wesentlichen unverändert bleibt und nur das Zahnflankenspiel b eingestellt wird. Dies funktioniert insbesondere dann am besten, wenn der Winkel &agr; zwischen der Verbindungslinie 5 zwischen der ersten Drehachse Z1 und der Achse Z2 und einer Verbindungslinie 6 zwischen der Achse Z2 und der zweiten Drehachse Z3 90° beträgt.

Die Drehachsen Z1, Z3 sind fest an mindestens einem Bauteil 7, 8 und die Achse Z2 ist drehbar um die Exzenterachse S1 gelagert. Im vorliegenden Fall ist die erste Drehachse Z1 fest an einem ersten Bauteil 7 und die zweite Drehachse Z3 fest an einem zweiten Bauteil 8 gelagert.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße Zahnradgetriebe als Antriebsanordnung einer Brennkraftmaschine gemäß 4 eingesetzt, wobei die erste Drehachse Z1 fest an einem Kurbelgehäuse 7 der Brennkraftmaschine und die zweite Drehachse Z3 fest an einem Zylinderkopf 8 der Brennkraftmaschine gelagert sind. Das erfindungsgemäße Zahnradgetriebe kann natürlich auch für andere Anwendungen genutzt werden, bei denen ein Abstand zwischen zwei Zahnrädern im Wesentlichen gleichbleiben und ein zweiter Abstand zwischen zwei Zahnrädern variiert werden soll.

Wie bereits erwähnt, ist das Zwischenrad 2 über mindestens ein Befestigungselement wie beispielsweise einen Zapfen, einen Stift, eine Schraubverbindung 4 o.ä. am Kurbelgehäuse 7 der Brennkraftmaschine gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Zwischenrad 2 über zwei Schraubverbindungen 4 am Kurbelgehäuse 7 befestigt. Die Schraubverbindungen 4 haben Spiel quer zu ihrer Längsachse 4a, was beispielsweise über größere Bohrungen oder Langlöcher im Kurbelgehäuse 7 realisierbar ist, um eine Drehung des Zwischenrades 2 um die Exzenterachse S1 zu ermöglichen. Das Zwischenrad 2 wird nach der Einstellung des Zahnflankenspiels b zwischen zweitem Zahnrad 3 und Zwischenrad 2 d.h. nach seiner vorbestimmten Verdrehung mittels der Schraubverbindungen 4 mit dem Bauteil 7 bzw. dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine fest verbunden.

Die 2 und 3 zeigen die Einstellung des Zahnflankenspiels genauer, wobei die Einstellung über hier nicht dargestellte, geeignete Montage- und Einstellwerkzeuge erfolgen kann. In 2 wurde eine Linksdrehung 9 des Zwischenrades 2 um die Exzenterachse S1 vorgenommen, wodurch das Zahnflankenspiel b auf einen kleinen Wert einstellbar ist, wobei auch der Wert 0 möglich ist. In 3 wurde eine Rechtsdrehung 10 des Zwischenrades 2 um die Exzenterachse S1 vorgenommen, wodurch das Zahnflankenspiel b auf einen großen vorbestimmten Wert einstellbar ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Zahnradgetriebe derart ausgestaltet ist, dass mit einer Linksdrehung eine Vergrößerung und mit einer Rechtsdrehung eine Verkleinerung des Zahnflankenspiels b erzielbar ist.


Anspruch[de]
Zahnradgetriebe mit einem ersten, eine erste Drehachse (Z1) aufweisenden Zahnrad (1), welches über ein einstellbares Zwischenrad (2), das eine um mindestens eine Exzenterachse (S1) drehbare Achse (Z2) aufweist, mit einem zweiten, eine zweite Drehachse (Z3) aufweisenden Zahnrad (3) kämmt, wobei die Achsen (Z1, Z2, Z3) Abstände (d1, d2) zueinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterachse (S1) auf einer Verbindungslinie (5) zwischen der ersten Drehachse (Z1) und der Achse (Z2) liegt. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (&agr;) zwischen der Verbindungslinie (5) und einer Verbindungslinie (6) zwischen der Achse (Z2) und der zweiten Drehachse (Z3) 90° beträgt. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem zweitem Zahnrad (3) und dem Zwischenrad (2) befindliches Zahnspiel (b) einstellbar ist. Zahnradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei der Einstellung des Zahnspiels (b) der Abstand (d1) zwischen erstem Zahnrad (1) und Zwischenrad (2) nur unwesentlich und der Abstand (d2) zwischen Zwischenrad (2) und zweitem Zahnrad (3) wesentlich ändert. Zahnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (Z1, Z3) fest an mindestens einem Bauteil (7, 8) und die Achse (Z2) drehbar um die Exzenterachse (S1) gelagert sind. Zahnradgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (Z1) fest an einem ersten Bauteil (7), die zweite Drehachse (Z3) fest an einem zweiten Bauteil (8) und die Achse (Z2) an der Exzenterachse (S1) gelagert ist. Zahnradgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (Z2) über mindestens ein Befestigungselement (4) am Bauteil (8) feststellbar ist. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Befestigungselement (4) ein Spiel in seiner Querachse aufweist. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zahnradgetriebe um eine Antriebsanordnung einer Brennkraftmaschine handelt. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (Z1) fest an einem Kurbelgehäuse (7) der Brennkraftmaschine und die zweite Drehachse (Z3) fest an einem Zylinderkopf (8) der Brennkraftmaschine gelagert ist.






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